11.6. Цикличность маршрута

Цикличность объединяет два элемента маршрута – это повторяемость ряда операций, связанных с переносом изображения на пластины и формированием масок, а также равномерность движения пластин по маршруту без образования заторов и простоя оборудования. Трудоемкость повторяющихся в цикле операций примерно одинакова. Возможно использование одного и того же комплекта оборудования (например, для фотолитографии). В этом случае легко рассчитать требуемую производительность участка. Если оборудование используется в маршруте один раз, то расчет требуемого числа единиц должен вестись с учетом эффекта «бутылочного горла». Производительность всего производства будет определяться производительностью самого загруженного оборудования. При полной загрузке всего оборудования время ожидания пластин в очереди стремится к бесконечности. Компромиссной и оптимальной считается средняя загруженность оборудования 7075 % и время ожидания пластин в очереди на обработку не более 30% от полного времени изготовления изделий. При правильной организации загрузки оборудования время обработки пластин в каждом цикле одинаково.

11.7. Управляемость и воспроизводимость

Управляемость и воспроизводимость – показатели разные. Однако управление этими показателями осуществляется на основе общего подхода. Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) – обязательное условие эффективного управления. Один производственный блок, настроенный на один типовой маршрут, обеспечивает выпуск до 500 пластин в сутки диаметром 200300 мм. Одновременно в обработке находится 1520 тыс. пластин. Каждая пластина проходит в среднем один цикл в сутки. Каждый процесс включает операцию контроля. В среднем пять операций контроля на цикл. Ежедневно в АСУТП вводится до 100 тыс. протоколов контроля процессов.

В АСУТП поступают следующие результаты контроля:

• результаты входного контроля используемых материалов и энергоносителей (сжатый воздух, жидкий азот, деионизованная вода) дает аналитическая лаборатория;

• контроль режимов технологических операций ведется по данным операторов. Ответственность операторов за соблюдение режимов персональная;

• контроль результатов процессов обычно ведется по спутникам. Спутники – это пластины, обрабатываемые одновременно с рабочими партиями, но используемые только для измерений параметров процессов. С учетом спутников расход пластин в производстве примерно вдвое превышает их выпуск. Измерения параметров процессов по спутникам ведутся в аналитической лаборатории;

• контроль параметров физических структур на рабочих пластинах выполняется по завершению всего маршрута их обработки. Для этого на пластинах кроме рабочих микросхем размещаются несколько тестовых кристаллов. В тестовых кристаллах находятся элементы, предназначенные только для контроля параметров структур. Пластины измеряются до разделения на кристаллы. Отдельный участок контроля тестовых структур проводит измерения всех пластин с использованием зондового устройства и специального автоматического оборудования;

• контроль микросхем на пластине выполняется уже в отдельном цехе или даже в отдельном производстве. В АСУТП вводится только процент выхода годных изделий с каждой пластины;

Главная функция АСУТП – это обеспечение быстрой обратной связи при отклонении результатов контроля от установленных нормативов и выявление причин этих отклонений. Кроме того, АСУТП постоянно выдает реальные значения параметров процессов и структур в рамках установленных нормативов. Дополнительную информацию о состоянии производства технологи получают при запуске экспериментальных партий – «Шатлов». В этих партиях допускаются запланированные отклонения от установленного маршрута. График запуска «Шатлов» составляется заранее на ближайший календарный год. Обычно проводится от трех до шести «Шатлов» в год.